EP1346317B1 - Unidirektionales zählwerk - Google Patents

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EP1346317B1
EP1346317B1 EP01983748A EP01983748A EP1346317B1 EP 1346317 B1 EP1346317 B1 EP 1346317B1 EP 01983748 A EP01983748 A EP 01983748A EP 01983748 A EP01983748 A EP 01983748A EP 1346317 B1 EP1346317 B1 EP 1346317B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gear
ratchet
pawls
pawl
counting mechanism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01983748A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1346317A1 (de
Inventor
Ernst Bürgi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Landis and Gyr AG
Original Assignee
Landis and Gyr AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Landis and Gyr AG filed Critical Landis and Gyr AG
Publication of EP1346317A1 publication Critical patent/EP1346317A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1346317B1 publication Critical patent/EP1346317B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06M—COUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06M1/00—Design features of general application
    • G06M1/04—Design features of general application for driving the stage of lowest order
    • G06M1/06—Design features of general application for driving the stage of lowest order producing continuous revolution of the stage, e.g. with gear train
    • G06M1/064—Design features of general application for driving the stage of lowest order producing continuous revolution of the stage, e.g. with gear train for dial, pointer, or similar type indicating means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06M—COUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06M3/00—Counters with additional facilities
    • G06M3/12—Counters with additional facilities for preventing incorrect actuation, e.g. for preventing falsification

Definitions

  • the invention is assigned to the field of meter technology. It relates to a unidirectional counter, which has a bidirectional direction of rotation drive with potential bidirectional rotation drive.
  • Unidirectional counters are designed to totalize and display the consumption of, for example, water, gas or electrical energy. Particularly advantageous is the use of such unidirectional counters in electricity meters and there especially in Ferraris counters. In the following, the present invention focuses on the use of unidirectional counters in Ferraris counters without excluding the use of these counters in other fields, such as the gas industry or the water industry.
  • a rotor disk arrangement is driven due to an electrical mains voltage and an electrical consumption current, which then drives a counter.
  • Such counters may include known number wheels or dials, or may have hands that rotate in front of fixed dials. Rotates the rotor disk assembly and thus the drive of the counter falsely opposite to the ordinary direction of rotation, so by conventional unidirectional counters between the rotor disk assembly and the display this wrong Direction of rotation transformed into the correct direction of rotation for this display.
  • this counter is preferably only one side mountable, which means that it should be mounted either on the front wall or on the rear wall.
  • the counter according to the invention should be comparatively more compact and be able to compensate for electromagnetically induced speed deviations of a driving rotor disk arrangement upon reversal of the direction of rotation.
  • the essence of the invention is to be seen in the fact that two are connected via a worm wheel and an idler gear ratchet-pawl systems in a counter next to each other, wherein the two ratchet-pawls systems differ in that they are considered in isolation only in one direction of rotation - ie either clockwise or anticlockwise - spontaneously effective intervention.
  • the inventive counter allows a comparatively to the prior art much faster switching in socischlichconcem direction of rotation of a drive unit. Even impermissibly manipulated, periodic direction of rotation switching thus lead to a quasi-direct switching from the one engaged ratchet-pawl system to the other ratchet-pawl system, so that the counter display is uninterrupted further uninterrupted summarily driven.
  • ratchet-pawls-system is to be understood an arrangement in which the pawls either engage on a rotating in one direction component either on ratchet teeth of another rotating component or just because of the opposite direction of rotation just do not come to engage and run empty.
  • the two pairs of pawls are arranged on the two system wheels in phase opposition to each other and thus rotate in opposite phases. This means that the first pair of pawls of the first system wheel is in the 12 o'clock position when the second pair of pawls of the second system wheel is currently in the 6 o'clock position. If then both system wheels - which are coupled to each other via the intermediate wheel - to rotate, the forces acting on this intermediate torque torques of the two system wheels compensate completely with the pawls. This balanced arrangement is thus free in any position of such torques, which are due solely to the arrangement itself and thus act statically at standstill of the counter, that is also static.
  • the counter according to the invention has the further advantage of a very compact arrangement, since the worm wheel and the first system wheel or the reversing gear and the second system gear are mounted coaxially with each other on an axis. As a result, even with a one-sided assembly of the axes only vanishingly small bending moments between these axes. Such assembly is also easy and inexpensive feasible.
  • Fig. 1 shows a unidirectional counter in a cut, unwound representation.
  • all counter axes are drawn in a plane, although they actually not arranged in such a way.
  • two active connection arrows 22 and 23 are located.
  • the counter shown is a roller counter, wherein for the sake of simplicity, only a single number of roles 3 is shown as an indicator symbolic of a plurality of side by side coaxially arranged number of roles.
  • the counter is basically suitable for totalizing and displaying when purchasing or supplying energy units in the electricity, gas or water industries. In the following, however, the focus is placed on the totalizing and displaying of electrical energy, and in particular illuminates the reference of such energy units. In no way should the invention be reduced to the embodiment shown and described, since any other use of the counter is conceivable without departing from the invention of the underlying core. Under this premise is also the way of representation by means of numbers roll; Without departing from the spirit of the invention, number discs or hands in front of a dial are also conceivable as display instead of number wheels.
  • the inventive counter is driven by a drive screw 20 which is connected coaxially with a known, not shown, rotor disk assembly.
  • the Fig. 2 clarified in conjunction with Fig. 1 the arrangement of the drive screw 20 with the counter. This is in Fig. 2 a sectional view along the section line BB 'in Fig. 1 shown.
  • the drive worm 20 drives a worm wheel 1 in a counterclockwise direction on a first spur gear toothing 2.
  • This worm wheel 1 has a cylindrical projection 5 coaxially with the first spur gear toothing 2.
  • the inside of the cylindrical projection 5 is provided with a number of ratchet teeth 6, while the outside of the cylinder shoulder 5 carries a further, second spur gear teeth 9 of the worm wheel 1.
  • a reversing gear 10 is rotated clockwise, wherein the drive via a spur gear 18 of the reversing gear 10 takes place.
  • This spur gear toothing 18 is arranged on the outside of a cylindrical projection 11 of the reversing gear 10, wherein on the inside of this cylinder shoulder 11 locking teeth 12 are located.
  • One of these locking teeth 12 is in engagement with a pawl 13 b, which is pivotally mounted on a system wheel 14.
  • Another pawl 13a is also pivotally mounted to the system wheel 14 with both pawls 13a and 13b operatively connected to each other.
  • the system wheel 14 also rotates in a clockwise direction. Via a spur gear toothing 16 on the system wheel 14, an intermediate wheel 4 is connected, which in turn directly drives a number roller 3.
  • the idler 4 is driven in a counterclockwise direction and the number roller 3 in a clockwise direction.
  • the other system 8 is connected via a spur gear 15 arranged on it with the counter-clockwise rotating idler 4 and thus rotates in a clockwise direction.
  • the ratchet pawl system 6, 7a, 7b between the worm wheel 1 and the system wheel 8 is in the counterclockwise rotation of the worm wheel 1 in potential engaged position, so that when a reversal of the worm wheel 1 in the clockwise direction (not shown) an immediate Engage at least one pawl 7a, 7b can be done with a locking tooth 6.
  • the worm wheel 1 and the system wheel 8 would rotate in a clockwise direction.
  • that would Turn idler 4 counterclockwise again and turn number wheel 3 clockwise.
  • the reversing 10 rotates counterclockwise, so that the pawls 13a, 13b of the system wheel 8 are merely striped by the locking teeth 12 and alternately pivoted into the engaged position.
  • the counter is constructed of a comparatively small number of different components compared to the prior art, which enables inexpensive production and assembly. Simplifying added that the entire counter is installed on only a single side of a housing wall for this counter, which makes the assembly easier and quick to do.
  • a complete revolution of the worm wheel 1 in the correct direction of rotation is shown in the counterclockwise direction.
  • the first ratchet pawl system 6, 7a, 7b is located between the worm wheel 1 and the first system wheel 8 in the 6 o'clock position and the second ratchet pawl system 12, 13a, 13b between the reversing wheel 10 and the second system wheel 14 in 12 o'clock position.
  • the Fig. 3b and the Fig. 3c show almost self-explanatory, as the first latching teeth-pawl system 6, 7a, 7b on the 12 o'clock position in the 3 o'clock position, or as the second latching pawl system 12, 13a, 13b on the 6 Clock position is rotated to the 9 o'clock position.
  • Particularly noteworthy is when looking at the sequence of representations in the Fig. 2 and Fig. 3 in that the first latching pawl system 6, 7a, 7b is arranged out of phase with respect to the second latching pawl system 12, 13a, 13b. This means that the two ratchet-pawl systems 6, 7a, 7b, 12, 13a, 13b in phase opposition to each other through all positions of a revolution.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that the rotational speed of the counter when changing from forward operation to reverse operation can be different in the simplest way when reversing the direction of rotation and remaining, constant consumption amount.
  • rotor disk arrangements generally have a set, calibrated speed in one direction of rotation during correct operation; however, they can have a different speed when the direction of rotation is reversed and the amount of consumption remains constant than in the correct operating case.
  • this problem can be met very easily by adapting the number of teeth ratio of forward-running gears to backward-running gears accordingly, but this is not explicitly stated is shown.
  • the setting of the number of teeth ratio between the spur gear 9 of the worm wheel 1 and thereby driven spur gear 18 of the reverse gear 10 from the ratio one to the ratio less than one
  • the setting of the number of teeth ratio between the spur gear 15 of the first system wheel 8 and a spur gearing 16 of the second system gear 14 from the ratio one to the ratio less than one.

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Description

  • Die Erfindung ist dem Gebiet der Zählertechnik zuzuordnen. Sie betrifft ein unidirektionales Zählwerk, das bei potentiellem bidirektionalem Drehrichtungsantrieb eine Anzeige mit unidirektionaler Drehrichtung aufweist.
    • STAND DER TECHNIK
  • Unidirektionale Zählwerke sind so ausgeführt, dass sie den Bezug bzw. Verbrauch beispielsweise von Wasser, Gas oder elektrischer Energie totalisieren und anzeigen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung derartiger unidirektionaler Zählwerke in Elektrizitätszählern und dort im speziellen in Ferraris-Zählern. Im folgenden fokussiert die vorliegende Erfindung die Verwendung unidirektionaler Zählwerke in Ferraris-Zählern ohne die Anwendung dieser Zählwerke auf anderen Gebieten, wie beispielsweise der Gaswirtschaft oder der Wasserwirtschaft auszuschliessen.
  • In an sich bekannten Ferraris-Zählern wird aufgrund einer elektrischen Netzspannung und eines elektrischen Verbrauchsstroms eine Rotorscheibenanordnung angetrieben, die dann ein Zählwerk antreibt. Derartige Zählwerke können bekannte Zahlenrollen oder Zahlenscheiben umfassen oder Zeiger aufweisen, die sich vor feststehenden Zifferblättern drehen. Dreht sich die Rotorscheibenanordnung und damit auch der Antrieb des Zählwerks fälschlicherweise entgegengesetzt zur ordentlichen Drehrichtung, so wird durch konventionelle unidirektionale Zählwerke zwischen der Rotorscheibenanordnung und der Anzeige diese falsche Drehrichtung transformiert in die zur steten Aufsummierung korrekte Drehrichtung für diese Anzeige.
  • Für eine derartige Transformation einer bidirektionalen Drehrichtung einer Rotorscheibenanordnung in eine unidirektionale Drehrichtung für eine Zahlenrollenanordnung beispielsweise, werden bekanntermassen Klinkensysteme eingesetzt, wie sie beispielhaft in der US 4,352,979 gezeigt sind. In dieser Druckschrift ist ein unidirektionales Zählwerk beschrieben, bei dem eine Klinkenanordnung über einen Zahnradantrieb gedreht wird. Je nach Drehrichtung der Klinkenanordnung wird entweder ein erstes oder zweites, Rastzähne aufweisendes Zwischenzahnrad angetrieben, wobei dieses erste bzw. zweite Zwischenzahnrad dann über weitere Zahnräder für den korrekten, aufsummierenden Drehrichtungsantrieb der Anzeige besorgt ist. Dokument US 5, 609,074 zeigt ein unidirektionales Zählwerk für Elektrizitätszählern.
  • Als nachteilig an einer derartigen Anordnung des Standes der Technik kann zum einen die Anzahl der unterschiedlichen Bauteile für das Zählwerk angesehen werden. Darüber hinaus bedingt dieses Zählwerk eine zweiseitige Montage zwischen einer Frontwand und einer parallel zu ihr angeordneten Rückwand einer Gehäuseanordnung, da auf allein einer einzigen, drehenden Achse vier in gleicher oder entgegengesetzter Richtung rotierende Bauteile nebeneinander angeordnet sind, nämlich das Antriebszahnrad, die Klinkenanordnung und das erste bzw. zweite Rastzähne aufweisende Zwischenrad. Eine einseitige Achsmontage ist wegen eines entsprechend grossen statischen Drehmomenteinflusses auf diese Achse undenkbar.
  • Darüber hinaus wirkt auf das Zählwerk selbst ohne äusseren Antrieb auch dann ein statisches Drehmoment, wenn die Klinkenanordnung aus ihrem labilen oder stabilen Gleichgewicht herausgedreht wird. In Positionen eines Uhrzeigers beschrieben heisst das, dass immer dann auch ein statisches Drehmoment ohne äusseren Antrieb auftritt, sobald die Klinkenanordnung die 12 Uhr- bzw. 6 Uhr-Position verlässt. Diese demzufolge nicht ausbalancierte Klinkenanordnung kann somit bei einer - wohlgemerkt unzulässigen - periodisch wechselnden Drehrichtungsumkehr einen gewissen Einfluss auf die Umschaltgeschwindigkeit nehmen, so dass eine spürbar fehlerhafte Anzeige des Verbrauchs möglich wäre.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung ein unidirektionales Zählwerk der oben genannten Art weiter zu entwickeln, das vergleichsweise gegenüber dem aufgezeigten Stand der Technik genauer ist, insbesondere im Hinblick auf eine quasi sofortige Erkennung einer betrugsmässig manipulierten Drehrichtungsumkehr. Dabei steht das korrekte Weitererfassen und das korrekte Totalisieren von Verbrauchsgütern im Vordergrund. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, mit einer geringeren Anzahl unterschiedlicher Bauteile und mit geringerem Montageaufwand ein ausbalanciertes, von statischen Drehmomenten freies und damit genaueres Zählwerk bereitzustellen. Neben der bekannten zweiseitigen Montage zwischen einer Frontwand und einer parallel zu dieser Frontwand angeordneten Rückwand einer Gehäuseanordnung, soll dieses Zählwerk bevorzugt lediglich einseitig montierbar sein, das heisst, dass es entweder an der Frontwand oder an der Rückwand montierbar sein soll. Des weiteren soll das erfindungsgemässe Zählwerk vergleichsweise kompakter sein und elektromagnetisch bedingte Drehzahlabweichungen einer antreibenden Rotorscheibenanordnung bei erfolgter Drehrichtungsumkehr kompensieren können.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Der Kern der Erfindung ist darin zu sehen, dass zwei über ein Schneckenrad und ein Zwischenrad in Verbindung stehende Rastzähne-Klinken-Systeme in einem Zählwerk nebeneinander angeordnet sind, wobei sich die beiden Rastzähne-Klinken-Systeme dadurch unterscheiden, dass sie für sich betrachtet lediglich in einer Drehrichtung - also entweder bei Rechtslauf oder Linkslauf - spontan wirksam zum Eingriff gelangen.
  • Im Zusammenspiel zwischen einem Klinkenpaar und den zugehörigen Rastzähnen eines Rastzähne-Klinken-Systems ermöglicht das erfindungsgemässe Zählwerk eine vergleichsweise zum Stand der Technik wesentlich schnellere Umschaltung bei fälschlicherweisem Drehrichtungswechsel einer Antriebseinheit. Selbst unzulässig manipulierte, periodische Drehrichtungsumschaltungen führen somit zu einem quasi direkten Umschalten von dem einen sich im Eingriff befindenden Rastzähne-Klinken-System zu dem weiteren Rastzähne-Klinken-System, so dass die Zählwerkanzeige unterbruchsfrei weiter unidirektional aufsummierend angetrieben wird.
  • Unter dem Ausdruck "Rastzähne-Klinken-System" ist dabei eine Anordnung zu verstehen, bei der Klinken an einem sich in eine Richtung drehenden Bauteil entweder an Rastzähnen eines weiteren rotierenden Bauteils zum Eingriff gelangen oder aber aufgrund der entgegengesetzten Drehrichtung eben gerade nicht zum Eingriff kommen und damit leer laufen.
  • Als Schneckenrad ist im obigen Sinn ein Bindeglied des Zählwerks zu einer Antriebsschnecke zu verstehen, wie sie beispielsweise hinreichend in Verbindung mit einer Rotorscheibenanordnung in einem Ferraris-Zähler bekannt ist. Der unmittelbare Antrieb der Zahlenrollen wird durch das so bezeichnete Zwischenrad bewerkstelligt. Dabei ist zu bemerken, dass dieses Zwischenrad keinesfalls einen erfindungswesentlichen Charakter geniesst. Ein Fachmann auf dem Gebiet der Zählwerktechnik ist selbstverständlich auch ohne erfinderisches Dazutun in der Lage dieses Zwischenrad zu eliminieren.
  • Erfindungswesentlich ist, dass sich bei beiden Rastzähne-Klinken-Systemen mindestens jeweils eine Klinke in Eingriffsposition in Richtung zu einem Rastzahn oder im direkten Eingriff mit einem Rastzahn befindet. Der entscheidende Vorteil, der dabei zum Tragen kommt, ist in der quasi spontanen Eingriffsmöglichkeit des zu diesem Zeitpunkt sich nicht im Eingriff befindlichen Rastzähne-Klinken-Systems zu sehen, wenn sich die Drehrichtung der antreibenden Schnecke ändert. Bei demjenigen Rastzähne-Klinken-System, das zu einem Zeitpunkt nicht im Eingriff, sondern im Leerlauf sich befindet, wirken die Klinken zueinander in Verbindung mit den gegenüberliegenden Rastzähnen wie Wippen, die sich gegenseitig in Eingriffsposition zu diesen Rastzähnen stossen, sodass mindestens eine dieser beiden Klinken sich immer in dieser Eingriffsposition befindet.
  • Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die beiden Klinkenpaare an den beiden Systemrädern in Phasenopposition zueinander angeordnet sind und sich demzufolge gegenphasig drehen. Das bedeutet, dass das erste Klinkenpaar des ersten Systemrads sich dann in 12-Uhr-Stellung befindet, wenn das zweite Klinkenpaar des zweiten Systemrads sich gerade in 6-Uhr-Position befindet. Wenn dann beide Systemräder - die über das Zwischenrad miteinander gekoppelt sind - sich drehen, kompensieren sich die auf dieses Zwischenrad wirkenden Drehmomente der beiden Systemräder mit den Klinken vollständig aus. Diese ausbalancierte Anordnung ist somit in jeder Stellung frei von solchen Drehmomenten, die ausschliesslich auf die Anordnung an sich zurückzuführen sind und somit bei Stillstand des Zählwerks, das heisst auch statisch wirken.
  • Das erfindungsgemässe Zählwerk birgt den weiteren Vorteil einer sehr kompakten Anordnung, da das Schneckenrad und das erste Systemrad bzw. das Umkehrrad und das zweite Systemrad koaxial zueinander jeweils auf einer Achse montiert sind. Hierdurch entstehen selbst bei einer einseitigen Montage der Achsen lediglich verschwindend geringe Biegemomente zwischen diesen Achsen. Eine derartige Montage ist zudem einfach und preiswert durchführbar.
  • Des weiteren werden im Vergleich zum aufgezeigten Stand der Technik weniger unterschiedliche Bauteile für das Zählwerk verwendet, was sich auch kostengünstig auswirkt.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass durch geeignete Anpassung des Zähnezahlverhältnisses zwischen dem Schneckenrad und dem Umkehrrad bzw. zwischen dem mit dem Umkehrrad in Wirkverbindung stehenden Systemrad und dem die Anzeige antreibenden Zwischenrad die Drehzahlunterschiede bei identischem Verbrauchsbetrag zwischen dem Vorwärtsantrieb und dem Rückwärtsantrieb des Zählwerks ermöglicht werden. Sollte beispielsweise - bei identischem elektrischem Verbrauchsbetrag - aus elektromagnetischen Gründen eine Rotorscheibenanordnung bei Vorwärtslauf schneller drehen als bei manipuliertem Rückwärtslauf, so kann über das erwähnte Zähnezahlverhältnis auf einfachste Weise eine Drehzahlkorrektur vorgenommen werden, so dass beispielsweise eine Zahlenrollenanzeige des Zählwerks im korrekten Vorwärtsbetrieb gleich schnell dreht wie im unkorrekten Rückwärtsbetrieb.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele schematisch und vereinfacht dargestellt. Die Drehrichtungen der dargestellten Zahnräder sind mittels Pfeilen angezeigt.
    Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine abgewickelte Darstellung eines efindungsgemässen Zählwerks mit einer Zahlenrolle als Anzeige und antreibender Schnecke;
    Fig. 2
    eine Schnittdarstellung durch das Zählwerk entlang der Schnittlinie B-B' in der Fig. 1, und
    Fig. 3a, b, c
    weitere Schnittdarstellungen durch das Zählwerk entlang der Linie B-B' in der Fig. 1.
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt ein unidirektionales Zählwerk in einer geschnittenen, abgewickelten Darstellung. Unter abgewickelter Darstellung ist zu verstehen, dass alle Zählwerkachsen in einer Ebenen gezeichnet sind, obwohl sie tatsächlich nicht in einer solchen angeordnet sind. Um dennoch klar zu machen, welche Zahnräder des Zählwerks unmittelbar ineinander kämmen, das heisst einander antreiben, sind zwei Wirkverbindungspfeile 22 und 23 eingezeichnet.
  • Bei dem in Fig. 1 gezeigten Zählwerk handelt es sich um ein Rollenzählwerk, wobei der Einfachheit halber lediglich eine einzige Zahlenrolle 3 als Anzeige symbolisch für eine Vielzahl von nebeneinander koaxial angeordneten Zahlenrollen eingezeichnet ist. Das Zählwerk eignet sich grundsätzlich zum Totalisieren und Anzeigen bei Bezug oder Lieferung von Energieeinheiten in der Elektrizitätswirtschaft, der Gas- oder Wasserwirtschaft. Im folgenden wird allerdings der Schwerpunkt auf das Totalisieren und Anzeigen von elektrischer Energie gelegt, und dabei im besonderen der Bezug derartiger Energieeinheiten beleuchtet. Keinesfalls sollte die Erfindung auf die gezeigte und beschriebene Ausführungsform reduziert werden, da jede andere Verwendung des Zählwerks denkbar ist, ohne den der Erfindung zugrundeliegenden Kern zu verlassen. Unter diese Prämisse fällt auch die Darstellungsart mittels Zahlen rollen; ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, sind nämlich ebenfalls statt Zahlenrollen Zahlenscheiben oder Zeiger vor einem Zifferblatt als Anzeige denkbar.
  • Das erfindungsgemässe Zählwerk wird über eine Antriebsschnecke 20 angetrieben, die koaxial mit einer bekannten, hier nicht dargestellten, Rotorscheibenanordnung verbunden ist. Die Fig. 2 verdeutlicht in Verbindung mit Fig. 1 die Anordnung der Antriebsschnecke 20 mit dem Zählwerk. Hierfür ist in Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie B-B' in Fig. 1 gezeigt. Die Antriebsschnecke 20 treibt ein Schneckenrad 1 im Gegenuhrzeigersinn an einer ersten Stirnradverzahnung 2 an. Dieses Schneckenrad 1 weist koaxial zu der ersten Stirnradverzahnung 2 einen Zylinderansatz 5 auf. Die Innenseite des Zylinderansatzes 5 ist mit einer Anzahl Rastzähnen 6 versehen, während die Aussenseite des Zylinderansatzes 5 eine weitere, zweite Stirnradverzahnung 9 des Schneckenrades 1 trägt.
  • Über diese zweite Stirnradverzahnung 9 wird ein Umkehrrad 10 im Uhrzeigersinn gedreht, wobei der Antrieb über eine Stirnradverzahnung 18 des Umkehrrads 10 erfolgt. Diese Stirnradverzahnung 18 ist auf der Aussenseite eines Zylinderansatzes 11 des Umkehrrads 10 angeordnet, wobei sich auf der Innenseite dieses Zylinderansatzes 11 Rastzähne 12 befinden. Einer dieser Rastzähne 12 ist im Eingriff mit einer Klinke 13b, die auf einem Systemrad 14 schwenkbar gelagert ist. Eine weitere Klinke 13a ist ebenfalls schwenkbar an dem Systemrad 14 befestigt, wobei beide Klinken 13a und 13b in Wirkverbindung zueinander angeordnet sind.
  • Dadurch, dass sich die eine Klinke 13b mit einem Rastzahn 12 im Eingriff befindet, dreht sich das Systemrad 14 ebenfalls in Uhrzeigersinn. Über eine Stirnradverzahnung 16 an dem Systemrad 14 ist ein Zwischenrad 4 verbunden, das wiederum direkt eine Zahlenrolle 3 antreibt. Das Zwischenrad 4 wird dabei in Gegenuhrzeigersinn und die Zahlenrolle 3 in Uhrzeigersinn angetrieben.
  • Solange das Schneckenrad 1 im Gegenuhrzeigersinn dreht, streifen die Rastzähne 6 auf der Innenseite des Zylinderansatzes 5 an einem Klinkenpaar 7a, 7b eines weiteren Systemrads 8 vorbei, und zwar dergestalt, dass diese gegenseitig in Wirkverbindung zueinander angeordneten Klinken 7a, 7b jeweils in Verbindung mit den Rastzähne 6 des Schneckenrads 1 abwechselnd in Eingriffsposition zu einem dieser Rastzähne 6 geschwenkt werden. Das weitere Systemrad 8 ist über eine an ihm angeordnete Stirnradverzahnung 15 mit dem in Gegenuhrzeigersinn drehenden Zwischenrad 4 verbunden und dreht demzufolge in Uhrzeigersinn.
  • Das Rastzähne-Klinken-System 6, 7a, 7b zwischen dem Schneckenrad 1 und dem Systemrad 8 befindet sich bei der Drehung des Schneckenrads 1 in Gegenuhrzeigersinn in potentieller Eingriffsposition, so dass bei einer Drehrichtungsumkehr des Schneckrads 1 in Richtung Uhrzeigersinn (nicht dargestellt) ein sofortiger Eingriff mindestens einer Klinke 7a, 7b mit einem Rastzahn 6 erfolgen kann. In diesem Fall würden das Schneckenrad 1 und das Systemrad 8 in Uhrzeigersinn drehen. Demzufolge würde das Zwischenrad 4 wiederum im Gegenuhrzeigersinn und die Zahlenrolle 3 in Uhrzeigersinn drehen. Zu diesem Zeitpunkt dreht dann das Umkehrrad 10 im Gegenuhrzeigersinn, so dass die Klinken 13a, 13b des Systemrads 8 durch die Rastzähne 12 lediglich gestreift und abwechselnd in Eingriffsposition geschwenkt werden.
  • Erfindungswesentlich ist, dass lediglich eines der beiden Rastzähne-Klinken-Systeme 6, 7a, 7b, 12, 13a, 13b sich im Eingriff befindet während das andere sich permanent in potentieller Eingriffsposition befindet. Diese Anordnung von zwei Rastzähne-Klinken-Systemen 6, 7a, 7b, 12, 13a, 13b in einem Zählwerk ermöglicht auf einfache Weise bei jedem Drehrichtungswechsel des Schneckenrads 1 eine spontane Umschaltung, sodass ein hochpräzises Totalisieren und Anzeigen eines Energieverbrauchs bereitstellt wird.
  • Darüber hinaus ist das Zählwerk aus einer vergleichsweise zum Stand der Technik kleinen Anzahl unterschiedlicher Bauteile aufgebaut, was eine preiswerte Herstellung und Montage ermöglicht. Vereinfachend kommt hinzu, dass das gesamte Zählwerk an lediglich einer einzigen Seite einer Gehäusewand für dieses Zählwerk installiert ist, was die Montage erleichtert und schnell durchführbar macht.
  • In Zusammenschau der Fig. 2 und Fig. 3 wird eine vollständige Umdrehung des Schneckenrads 1 in korrekter Drehrichtung im Gegenuhrzeigersinn gezeigt. Startend mit Fig. 2 befindet sich das erste Rastzähne-Klinken-System 6, 7a, 7b zwischen dem Schneckenrad 1 und dem ersten Systemrad 8 in 6-Uhr-Position und das zweite Rastzähne-Klinken-System 12, 13a, 13b zwischen dem Umkehrrad 10 und dem zweiten Systemrad 14 in 12-Uhr-Position. Wird nun das Schneckenrad in korrekter Drehrichtung im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so verlagert sich das erste Rastzähne-Klinken-System 6, 7a, 7b in 9-Uhr-Position, während das zweite Rastzähne-Klinken-System 12, 13a, 13b in 3-Uhr-Position geht, wie Fig. 3a erhellt. Dabei wird deutlich, dass die eine voreilende Klinke 7a durch die benachbarte, nacheilende Klinke 7b in Folge Vorbeistreifens eines Rastzahns 6 in Eingriffsposition geschwenkt wird und unmittelbar anschliessend die voreilende Klinke 7a in Folge Vorbeistreifens eines anderen Rastzahns 6 die nacheilende Klinke 7b in Eingriffsposition geschwenkt würde, was hier allerdings vereinfachend nicht dargestellt ist.
  • Die Fig. 3b und die Fig. 3c zeigen quasi selbsterläuternd, wie das erste Rastzähne-Klinken-System 6, 7a, 7b über die 12-Uhr-Position in die 3-Uhr-Position, bzw. wie das zweite Rastzähne-Klinken-System 12, 13a, 13b über die 6-Uhr-Position in die 9-Uhr-Position gedreht wird. Besonders hervorzuheben ist bei Betrachtung der Abfolge der Darstellungen in den Fig. 2 und Fig. 3, dass das erste Rastzähne-Klinken-System 6, 7a, 7b in Bezug auf das zweite Rastzähne-Klinken-System 12, 13a, 13b gegenphasig angeordnet ist. Das heisst, dass die beiden Rastzähne-Klinken-Systeme 6, 7a, 7b, 12, 13a, 13b in Phasenopposition zueinander alle Stellungen einer Umdrehung durchlaufen. Der entscheidende Vorteil ist dabei, dass auf das die beiden Rastzähne-Klinken-Systeme 6, 7a, 7b, 12, 13a, 13b verbindende Zwischenrad kein statisches, also allein auf der geometrischen Anordnung basierendes Drehmoment wirkt. Erst diese ausbalancierte Anordnung im Hinblick auf statische Drehmomente ermöglicht bei erfolgter Drehrichtungsumkehr das spontane Eingreifen eines in Eingriffsposition sich befindenden Rastzähne-Klinken-Systems.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass auf einfachste Weise bei Drehrichtungsumkehr und verbleibendem, konstantem Verbrauchsbetrag die Drehzahl des Zählwerks beim Wechsel vom Vorwärtsbetrieb zum Rückwärtsbetrieb unterschiedlich sein kann. Die Erfahrung lehrt nämlich, dass Rotorscheibenanordnungen grundsätzlich in einer Drehrichtung bei korrektem Betrieb eine eingestellte, geeichte Drehzahl aufweisen, hingegen können sie bei manipulierter Drehrichtungsumkehr und konstant verbleibendem Verbrauchsbetrag eine abweichende Drehzahl aufweisen als im korrekten Betriebsfall.
  • Erfindungsgemäss kann diesem Problem sehr einfach begegnet werden, indem das Zähnezahlverhältnis vorwärtslaufender zu rückwärtslaufender Zahnräder entsprechend anpassbar ist, was allerdings nicht explizit dargestellt ist. Hierfür eignet sich zum einen die Einstellung des Zähnezahlverhältnisses zwischen der Stirnradverzahnung 9 des Schneckenrads 1 und der hierdurch antreibbaren Stirnradverzahnung 18 des Umkehrrads 10 von dem Verhältnis Eins zu dem Verhältnis kleiner als Eins, und zum anderen die Einstellung des Zähnezahlverhältnisses zwischen der Stirnradverzahnung 15 des ersten Systemrads 8 und einer Stirnradverzahnung 16 des zweiten Systemrads 14 von dem Verhältnis Eins zu dem Verhältnis kleiner als Eins. Sollte hingegen eine Rotorscheibenanordnung bei unkorrektem Drehsinn schneller drehen als bei korrektem, so ist eine entsprechende Anpassung der Zähnezahlverhältnisse im Sinne der Erfindung ebenfalls denkbar, denn auf einfache Art kann eines der oben beschriebenen Zähnezahlverhältnisse auch auf ein Verhältnis grösser als Eins eingestellt werden. Selbstverständlich ist ebenfalls denkbar die Anzahl der in Wirkverbindung zueinander stehenden Klinken pro Rastzähne-Klinken-System auf drei oder mehr Klinken zu erhöhen, womit die Anzahl Eingriffsmöglichkeiten zu den Rastzähnen erhöht wird. Hieraus ergibt sich in konsequenter Weise im Sinne der Erfindung eine Verfeinerung der Eingriffsmöglichkeiten bei unkorrektem Drehrichtungswechsel.
    • BEZUGSZEICHEN
    • 1
    Schneckenrad
    2
    erste Stirnradverzahnung an 1
    3
    Zahlenrolle
    4
    Zwischenrad
    5
    Zylinderansatz an 1
    6
    Rastzähne an 1
    7a,b
    Klinkenpaar an 8
    8
    Systemrad
    9
    zweite Stirnradverzahnung an 1
    10
    Umkehrrad
    11
    Zylinderansatz an 10
    12
    Rastzähne an 10
    13a,b
    Klinkenpaar an 14
    14
    Systemrad
    15
    Stirnradverzahnung an 8
    16
    Stirnradverzahnung an 14
    17
    Innenseite von 5
    18
    Stirnradverzahnung an 10
    20
    Antriebsschnecke
    21
    Gehäusewand
    22
    Wirkverbindung
    23
    Wirkverbindung

Claims (13)

  1. Unidirektionales Zählwerk mit einem antreibbaren Schneckenrad (1) und mindestens einer durch die Drehung des Schneckenrads (1) antreibbaren Zahlenanzeige (3), wobei das Schneckenrad (1) über ein erstes Rastzähne-Klinken-System (6, 7a, b) zu einem ersten Systemrad (8) in Wirkverbindung steht,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass dieses erste Rastzähne-Klinken-System (6, 7a, b) mindestens ein erstes Klinkenpaar (7a, b) mit zwei zueinander in Wirkverbindung stehenden, gleichwirkenden Klinken (7a, b) umfasst,
    - dass mit dem Schneckenrad (1) ein Umkehrrad (10) antreibbar ist, wobei dieses Umkehrrad (10) über ein zweites Rastzähne-Klinken-System (12, 13a, b) zu einem zweiten Systemrad (14) in Wirkverbindung steht,
    - dass dieses zweite Rastzähne-Klinken-System (12, 13a, b) mindestens ein zweites Klinkenpaar (13a, b) mit zwei zueinander in Wirkverbindung stehenden, gleichwirkenden Klinken (13a, b) umfasst, und
    - dass mindestens jeweils eine Klinke (7a, b, 13a, b) des ersten und zweiten Rastzähne-Klinken-Systems (6, 7a, b; 12, 13a, b) sich in Eingriffsposition in Richtung zu einem Rastzahn (6, 12) oder im direkten Eingriff mit einem Rastzahn (6, 12) befindet.
  2. Unidirektionales Zählwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl Rastzähne (6) an einem ersten Zylinderansatz (5) des Schneckenrads (1) angeordnet ist, und dass das mindestens eine erste Klinkenpaar (7a,b) an dem ersten Systemrad (8) angeordnet ist.
  3. Unidirektionales Zählwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl Rastzähne (12) an einem zweiten Zylinderansatz (11) des Umkehrrads (10) angeordnet ist, und dass das mindestens eine zweite Klinkenpaar (13a,b) an dem zweiten Systemrad (14) angeordnet ist.
  4. Unidirektionales Zählwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Systemrad (8) und das zweite Systemrad (14) über das Zwischenrad (4) verbunden sind, wobei das erste Klinkenpaar (7a,b) zum zweiten Klinkenpaar (13a,b) in Phasenopposition angeordnet ist.
  5. Unidirektionales Zählwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Schneckenrad (1) die Anzahl Rastzähne (6) auf einer Innenseite (17) des ersten Zylinderansatzes (5) angeordnet ist.
  6. Unidirektionales Zählwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Rastzähne (12) des Umlenkrads (10) auf einer Innenseite (19) des zweiten Zylinderansatzes (11) angeordnet ist.
  7. Unidirektionales Zählwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (1) und das erste Systemrad (8) koaxial angeordnet sind.
  8. Unidirektionales Zählwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Umkehrrad (10) und,das zweite Klinkensystemrad (14) koaxial angeordnet sind.
  9. Unidirektionales Zählwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (1) und das Umkehrrad (10) parallel zueinander angeordnet sind.
  10. Unidirektionales Zählwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zähnezahlverhältnis zwischen einer Stirnradverzahnung (9) des Schneckenrads (1) und einer hierdurch antreibbaren Stirnradverzahnung (18) des Umkehrrads (10) gleich 1 ist.
  11. Unidirektionales Zählwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zähnezahlverhältnis zwischen einer Stirnradverzahnung (9) des Schneckenrads (1) und einer hierdurch antreibbaren Stirnradverzahnung (18) des Umkehrrads (10) ungleich 1 ist.
  12. Unidirektionales Zählwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zähnezahlverhältnis zwischen einer Stirnradverzahnung (15) des ersten Systemrads (8) und einer Stirnradverzahnung (16) des zweiten Systemrads (14) gleich 1 ist.
  13. Unidirektionales Zählwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zähnezahlverhältnis zwischen einer Stirnradverzahnung (15) des ersten Systemrads (8) und einer Stirnradverzahnung (16) des zweiten Systemrads (14) ungleich 1 ist.
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